Благовещенский собор Московского Кремля
Один из древнейших храмов Московского Кремля стоит на краю Соборной площади на бровке Боровицкого холма. Много веков...
Источники загрязнения почвы, их гигиеническая характеристика. Загрязнение почвы
В результате хозяйственной деятельности человека наибольшему загрязнению подвергается самый верхний слой литосферы. Различают загрязнение почвы и подпочвы.
Загрязнение подпочвы представляет собой поступление в толщу коренных пород антропогенных загрязнителей. Обычно оно идет в ходе вертикального водного стока. С точки зрения загрязнения подпочвы особенно опасно закачивать и захоранивать промышленные отходы в глубинах земли.
Загрязнение почвы - привнесение и возникновение в почвах новых, обычно нехарактерных для нее физических, химических или биологических агентов или превышение естественного среднемноголетнего уровня концентрации перечисленных агентов. Загрязнение почвы меняет ход почвообразовательного процесса, нередко его тормозит, резко снижает урожаи, вызывает накопление загрязнителей в растениях, из которых эти загрязнения прямо или косвенно (по трофическим цепям) попадают в организм человека. Загрязнение почвы приводит к ослаблению самоочищения почв от болезнетворных и других нежелательных организмов, что создает опасность микробиологического загрязнения и возникновение заболеваний. Например, в незагрязненных почвах возбудители дизентерии, тифа сохраняются в течение 2 - 3 суток, а при ослаблении самоочищения почв в результате их загрязнения эти возбудители болезней сохраняются несколько месяцев.
В основном загрязнение почвы может осуществляться четырьмя путями. Это осаждение и попадание в почву пылевых и газовых аэрозолей из выбросов предприятий. Распространение и концентрация вредных веществ в почве будет зависеть от рельефа местности, розы ветров, дисперсности ингредиентов, плотности вещества, высоты выбросов и т.д.
Второй путь загрязнения почвы - это спуск сточных вод в открытые водоемы, воды которых используется для полива полей.
Третий путь загрязнения почвы - прямое использование сточных вод предприятий для орошения полей.
Четвертый путь загрязнений - это вывоз отбросов и отходов за пределы населенных пунктов и городов на неправильно подготовленные кладбища, могильники, свалки, полигоны. Вредные вещества, накопившиеся в поверхностном слое почвы, могут служить источником вторичного загрязнения воздуха, воды открытых водоемов и почвы.
Основными источниками загрязнения почв являются следующие:
1. Жилые дома и бытовые предприятия. Они загрязняют почву бытовым мусором, отходами отопительных систем, пищевыми отходами, строительным мусором, мусором, образующимся в учреждениях, больницах, столовых и т.д.
2. Промышленные предприятия. Загрязнители, поступающие в почву от промышленных предприятий, весьма разнообразны и определяются профилем предприятий. Например, металлургические заводы загрязняют почву солями тяжелых и цветных металлов, машиностроительные - отходами металлов, пластмасс, шлаками, осадками, тяжелыми металлами, цианидами.
3. Теплоэнергетика. Объекты теплоэнергетики вносят в почву массу шлаков, сажи, золы, оксидов серы, которые, выделяясь с дымовыми газами, в конечном счете оказываются в почве.
5. Транспорт. При работе двигателей автотранспорта на почву оседают свинец, углеводороды, сажа, оксиды азота. Например, один грузовой автомобиль выделяет 2 -3кг свинца в год.
Значительный вред почвам наносят загрязнения тяжелыми металлами. Особую опасность представляют такие металлы, как ртуть, кадмий, никель, свинец, мышьяк, цинк. Одним из самых опасных токсичных веществ (канцерогенов), попадающих в почву с отходами промышленного производства, является ртуть. Изучение миграции соединений ртути показывает, что верхние слои нормально развитых почв обладают очень высокой сорбционной способностью и вымывание ртути из них незначительно. Другим канцерогеном, губительно влияющим на все живые организмы (в том числе и почвенные), является свинец. Существуют естественные и антропогенные источники поступления свинца в почву.
Естественные источники - это в основном продукты выветривания горных пород. Мощность антропогенного поступления свинца составляет 2,0 10 4 т/год. К числу наиболее важных антропогенных источников поступления свинца в воздух, а из него в почву относятся следующие: сгорание этилированного бензина и других видов топлива, ядохимикаты различного назначения.
С постоянным расширением ассортимента и увеличением количества используемых средств химизации сельскохозяйственного производства возрастает опасность глобального загрязнения атмосферы. Пестициды - биологически активные вещества оказывают многообразное, часто отрицательное влияние на окружающую среду. Одним из наиболее важных свойств, обуславливающих миграцию пестицидов, является их сравнительно низкая растворимость. Одним из показателей поведения пестицидов в почве и в других природных системах является скорость и характер изменения их концентрации во времени. Уменьшение содержания препаратов в почве и растениях со временем выражается периодом полураспада вещества. Значение этого показателя определяется временем, необходимым для того, чтобы пестицид потерял не менее 95% своей активности при нормальных условиях и обычной интенсивности применения.
Основными путями загрязнения пищевых продуктов являются поглощение и накопление пестицидов растениями. Единого мнения о путях проникновения пестицидов в растения нет. Интенсивность поглощения пестицидов растениями может определяться типом почвы. Чем выше сорбционная способность почв, тем меньше пестицидов поглощается растениями. Усвоение пестицидов растениями зависит также от типа самой культуры, строения и свойств пестицида. При выборе пестицида должен быть решен вопрос нормирования остаточных количеств препаратов в продуктах питания.
Искусственное внесение в почву различных веществ в качестве удобрений должно осуществляться очень осторожно и требует всесторонней качественной оценки. Рассмотрим только один пример, когда недоучет какого-либо фактора может привести к глобальным катастрофам. В настоящее время для повышения урожайности широко используется в качестве удобрения хлористый калий (КСl). А калий состоит из двух изотопов, один из которых, калий-40, является радиоактивным. Правда, содержание его во всем калии не выше одной сотой доли процента. Без всесторонней оценки кажется, что радиоактивного калия очень мало, все требуемые параметры, в том числе и ПДК, учтены и данное удобрение можно применять в широких масштабах. Но рассмотрим эту проблему более глубоко, с точки зрения влияния радиоактивности на наши будущие поколения. Только в нашей стране ежегодно вносят в почву 6 млн. т. удобрений, в которых содержится 4,5 млн. кюри радиоактивного калия. Если бы период полураспада был небольшим, то радиоактивность успевала бы рассеиваться, как это наблюдается у короткоживущих изотопов. Тогда такой радиоактивный распад не влиял бы в будущем на здоровье будущих поколений. Но у калия-40 период полураспада равен 1,3 миллиарда лет, его радиоактивность практически не рассеивается, а, наоборот, в связи с ежегодным «удобрением» возрастает вдвое. Применение таких удобрений может привести со временем к нарушению равновесия и глобальным изменениям даже в животном и растительном мире. Поэтому одной из важнейших задач является нормирование применения химических веществ, попадающих в почву, и всесторонняя оценка влияния их на организм по звеньям биологической цепи.
Самоочищение почв протекает очень медленно, можно сказать, что практически самоочищение почв не происходит, поэтому вредные веществ, внесенные в почву, в ней накапливаются, переходят в растения и движутся по трофическим цепям, конечным звеном которых часто является человек.
Последствия загрязнения.
Почва – особое природное образование, обладающие рядом свойств, присущих живой и неживой природе, сформировавшееся в результате длительного преобразования поверхностных слоев литосферы под совместным взаимообусловленным взаимодействием гидросферы, атмосферы, живых и мертвых организмов.
Почвенный покров – важнейшее природное образование. Его роль в жизни общества определяется тем, что почва представляет собой источник продовольствия, обеспечивающий 95-97 % продовольственных ресурсов для населения планеты.
Особое свойство почвенного покрова – его плодородие , под которым понимается совокупность свойств почвы, обеспечивающих урожай сельскохозяйственных культур. Естественное плодородие почвы связано с запасом питательных веществ в ней и ее водным, воздушным и тепловым режимами. Почва обеспечивает потребность растений в водном и азотном питании, являясь важнейшим агентом их фотосинтезирующей деятельности. Плодородие почвы зависит также от величины аккумулированной в ней солнечной энергии. Растительность аккумулирует ежегодно большое количество солнечной энергии в ходе фотосинтеза и создания биомассы, трансформируясь в n*10 10 т органического вещества. Большая часть синтезированного органического вещества вследствие его разложения возвращается в почву и воду. Потребление фитомассы человеком оценивается величиной порядка 3,6*10 18 т.
Почвенный покров принадлежит к саморегулирующейся биологической системе, являющейся важнейшей частью биосферы в целом. Живые организмы, растения и животные, населяющие Землю, фиксируют солнечную энергию в форме фито- и зоомассы.
Продуктивность наземных экосистем зависит от теплового и водного балансов земной поверхности, которые определяют многообразие форм обмена энергией и веществом в пределах географической оболочки планеты.
Площади земельных ресурсов мира составляет 129 млн. км 2 , или 86,5% площади суши. Под пашней и многолетними насаждениями в составе сельскохозяйственных угодий занято около 15 млн. км 2 (10% суши), под сенокосами и пастбищами – 37,4 млн. км 2 (25%). Общая площадь пахотнопригодных земель оценивается различными исследователями по-разному: от 25 до 32 млн. км 2 .
Земельные ресурсы планеты позволяют обеспечивать продуктами питания больше населения, чем имеется в настоящее время. Вместе с тем, в связи с ростом населения, особенно в развивающихся странах, деградацией почвенного покрова, загрязнения, эрозии и т.д.; а также вследствие отвода земель под застройку городов, поселков и промышленных предприятий количество пашни на душу населения резко сокращается.
Воздействие человека на почву – составная часть общего влияния человеческого общества на земную кору и ее верхний слой, на природу в целом, особенно возросшее в век научно-технической революции. При этом не только усиливается взаимодействие человека с землей, но и меняются основные черты взаимодействия. Проблема «почва – человек» осложняется урбанизацией, все большим использованием земель, их ресурсов для индустриального и жилищного строительства, ростом потребностей в продуктах питания. По воле человека изменяется характер почвы, меняются факторы почвообразования – рельеф, микроклимат, появляются новые реки и т.д. Под влиянием промышленных и сельскохозяйственных загрязнений изменяются свойства почвы и почвообразовательные процессы, потенциальное плодородие, снижается технологическая и питательная ценность сельскохозяйственной продукции и т.д.
Загрязнение природной среды – сложный процесс, связанный с деятельностью человека. Автор фундаментальной сводки по экологии Ю. Одум (1975) указывает, что «загрязнение – это природные ресурсы, оказавшиеся не на своем месте», ибо они чужды природным экосистемам и, накапливаясь в них, нарушают процессы круговорота вещества и энергии, снижают их продуктивность, влияют на здоровье людей.
В книге Франсуа Рамада (1981) «Основы прикладной экологии» приводится такое определение загрязнения: «Загрязнение есть неблагоприятное изменение окружающей среды; которое целиком или частично является результатом человеческой деятельности, прямо или косвенно меняет распределение приходящей энергии, уровни радиации, физико-химические свойства окружающей среды и условия существования живых существ. Эти изменения могут влиять на человека прямо или через сельскохозяйственные ресурсы, через воду или другие биологические продукты (вещества). Они также могут воздействовать на человека, ухудшая физические свойства предметов, находящихся в его собственности, условия отдыха на природе и обезображивая ее саму»
Загрязнителем может быть любой физический агент, химическое вещество и биологический вид, попадающие в окружающую среду или возникающие в ней в количествах, выходящих в рамки своей обычной концентрации, предельных количествах, предельных естественных колебаний или среднего природного фона в рассматриваемое время.
Основным показателем, характеризующим воздействие загрязняющих веществ на окружающую природную среду, являются предельно допустимая концентрация (ПДК ). С позиции экологии предельно допустимые концентрации конкретного вещества представляют собой верхние пределы лимитирующих факторов среды (в частности, химических соединений), при которых их содержание не выходит за допустимые границы экологической ниши человека.
В соответствии со степенью устойчивости против загрязняющих веществ выделяются почвы:
1. очень устойчивые;
2. устойчивые;
3. среднеустойчивые;
4. малоустойчивые;
5. очень мало устойчивые.
По степени чувствительности к загрязняющим веществам почвы можно разделить следующим образом:
1. очень чувствительные;
2. чувствительные;
3. среднечувствительные;
4. малочувствительные;
5. устойчивые.
Чувствительность, или устойчивость почв по отношению к загрязняющим веществам, целесообразно определять в соответствии с:
2) его качеством;
3) биологической активностью;
4) глубиной гумусового горизонта;
6) глинистых минералов;
7) глубиной почвенного профиля.
Почвы загрязняются различными химическими веществами, пестицидами, отходами сельского хозяйства, промышленного производства и коммунально-бытовых предприятий.
Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. В ряде отраслей сельского хозяйства пестициды применяют в больших количествах для защиты растений и борьбы с сорняками. Ежегодное их применение, часто по несколько раз в сезон, приводит к их накоплению в почве и ее отравлению.
Вместе с навозом и фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.
Наибольшей трансформацией подвергается самый верхний, поверхностный горизонт литосферы. Суша занимает 29,2% поверхности земного шара и включает земли различной категории, из которых важнейшее значение имеет плодородная почва. При неправильной эксплуатации почвы безвозвратно уничтожаются в результате эрозии, засоления, загрязнения промышленными и иными отходами. Под влиянием деятельности людей возникает ускоренная эрозия, когда почвы разрушаются в 100 – 1000 раз быстрее, чем в естественных условиях. В результате такой эрозии за последнее столетие утрачено 2 млрд. га плодородных земельных угодий, или 27% земель сельскохозяйственного использования.
Поступающие в почву химические соединения накапливаются и приводят к постепенному изменению химических и физических свойств почвы, снижают численность живых организмов, ухудшают ее плодородие.
Загрязнение почв связано с загрязнением атмосферы и воды. В почву попадают различные твердые и жидкие отходы промышленного производства, сельского хозяйства и коммунально-бытовых предприятий. Основными загрязняющими почву веществами являются металлы и их соединения, радиоактивные вещества, удобрения и пестициды.
Главными источниками загрязнения являются :
1) Жилые дома и бытовые предприятия . В числе загрязняющих веществ преобладает бытовой мусор, пищевые отходы, фекалии, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода; мусор общественный учреждений – больниц, столовых, гостиниц, магазинов и др. Вместе с фекалиями в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека. В фекальных остатках могут содержаться такие представители патогенной микрофлоры, как возбудители тифа, дизентерии, туберкулеза, полиомиелита и др. Быстрота гибели в почве разных микроорганизмов неодинакова. Некоторые болезнетворные бактерии могут длительное время сохраняться и даже размножаться в почве и грунте. К ним относятся возбудители столбняка (до 12! лет), газовой гангрены, сибирской язвы, ботулизма и некоторые другие микробы. Почва является одним из важных факторов передачи яиц гельминтов, определяя тем самым возможность распространения ряда гельминтозов. Некоторые гельминты – геогельминты (аскариды, власоглавы, анкилостомиды, сторонгилиды, трихостронгилиды и др.) проходят одну из стадий своего развития в почве и могут длительное время сохранять жизнеспособность в ней. Так, например, яйца аскарид могут сохранять жизнеспособность в почве в условиях средней полосы России – до 7-8 лет, Средней Азии – до 15 лет; яйца власоглавов – от 1 до 3 лет.
2) Промышленные предприятия . В твердых и жидких промышленных отходах постоянно присутствуют те или иные вещества, способные оказывать токсическое воздействие на живые организмы и их сообщества. Например, в отходах металлургической промышленности обычно присутствуют соли цветных и тяжелых металлов. Машиностроительная промышленность выводит в окружающую среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия. При производстве пластмасс и искусственных локон образуются отходы бензола и фенола. Отходами целлюлозно-бумажной промышленности, как правило, являются фенолы, метанол, скипидар, кубовые остатки.
3) Теплоэнергетика . Помимо образования массы шлаков при сжигании каменного угля с теплоэнергетикой связано выделение в атмосферу сажи, несгоревших частиц, оксидов серы, в конце концов оказывающихся в почве.
4) Сельское хозяйство . Удобрения, ядохимикаты, применяемые в сельском и лесном хозяйстве для защиты растений от вредителей, болезней и сорняков. Загрязнение почв и нарушение нормального круговорота веществ происходит в результате недозированного применения минеральных удобрений и пестицидов. Пестициды, с одной стороны, спасают урожай, защищают сады, поля, леса от вредителей и болезней, уничтожают сорную растительность, освобождают человека от кровососущих насекомых и переносчиков опаснейших болезней (малярия, клещевой энцефалит и др.), с другой стороны – разрушают естественные экосистемы, являются причиной гибели многих полезных организмов, отрицательно влияют на здоровье людей. Пестициды обладают рядом свойств, усиливающих их отрицательное влияние на окружающую среду. Технология применения определяет прямое попадание на объекты окружающей среды, где они передаются по цепям питания, долгое время циркулируют по внешней среде, попадай из почвы в воду, из воды в планктон, затем в организм рыбы и человека или из воздуха и почвы в растения, организм травоядных животных и человека. Вместе с навозом в почву нередко попадают болезнетворные бактерии, яйца гельминтов и другие вредные организмы, которые через продукты питания попадают в организм человека.
5) Транспорт . При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды и другие вещества, оседающие на поверхности почвы или поглощаемые растениями. Каждый автомобиль выбрасывает в атмосферу в среднем в год 1 кг свинца в виде аэрозоля. Свинец выбрасывается в выхлопными газами автомобилей, осаждается на растениях, проникает в почву, где он может оставаться довольно долго, поскольку слабо растворяется. Наблюдается ярко выраженная тенденция к росту количества свинца в тканях растений. Это явление можно сопоставить со все увеличивающимся потреблением горючего, содержащего тетра-этил свинца. Люди, живущие в городе около магистралей с интенсивным движением, подвергаются риску аккумулировать в своем организме всего за несколько лет такое количество свинца, которое намного превышает допустимые пределы. Свинец включается в различные клеточные ферменты, и в результате эти ферменты уже не могут выполнять предназначенные им в организме функции. В начале отравления отмечают повышенную активность и бессонницу, позднее утомляемость, депрессии. Более поздними симптомами отравления являются расстройства функции нервной системы и поражение головного мозга. Автотранспорт в Москве выбрасывает ежегодно 130 кг загрязняющих веществ на человека.
Почву загрязняют нефтепродуктами при заправке машин на полях и в лесах, на лесосеках и т.д.
Самоочищение почв, как правило, - медленный процесс. Токсичные вещества накапливаются, что способствует постепенному изменению химического состава почв, нарушению единства геохимической среды и живых организмов. Из почвы токсические вещества могут попасть в организмы животных, людей и вызвать тяжелейшие болезни и смертельные исходы.
В почвах накапливаются соединения металлов, например, железа, ртути, свинца, меди и др. Ртуть поступает в почву с пестицидами и промышленными отходами. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют до 25 кг в год. О масштабах химического преобразования поверхности литосферы можно судить по следующим данным: за столетие (1870-1970) на земную поверхность осело свыше 20 млрд. т шлаков, 3 млрд. т золы. Выбросы цинка, сурьмы составили по 600 тыс. т, мышьяка – 1,5 млн. т, кобальта – свыше 0,9 млн. т, никеля – более 1 млн. т.
6)Эрозия почв
Под эрозией почв понимают ее разрушение водой и ветром. Различают водную и ветровую эрозию.
Водная эрозия почвы развивается только на склонах. Потоки воды после дождей и ливней, при таянии снега не успевают впитаться в почву, смывают ее частицы и образуют промоины. При мощных потоках воды образуются глубокие промоины - овраги. При сильном стоке воды на крутых склонах могут быть полностью уничтожены посевы и смыт наиболее плодородный слой почвы. Смытые почвы требуют больших затрат на окультуривание. Особенно дорого обходятся работы, связанные с закреплением оврагов. Водная эрозия особенно опасна в горных районах.
Ветровая эрозия возникает в основном в степных засушливых районах, где часты сильные ветры. Почвы там имеют легкий механический состав, а растительный слабый или совсем отсутствует. В результате ветровой эрозии верхний,наиболее плодородный слой почвы выдувается, переносится ветром на большие расстояния. Он может засыпать посевы в других местах. Сильная ветровая эрозия возникают в районах, где ветры дуют с большой скоростью, вызывая пыльные (черные) бури. От них страдают лесные насаждения, мелиоративные сооружения, дороги, населенные пункты. Но главный ущерб который приносят пылевые бури,- резкое снижение плодородия почвы, гибель посевов и урожая.
Для борьбы с водной эрозией регулируют и задерживают сток талых и дождевых вод. Для этого применяют почвозащитные севообороты, в которых увеличена площадь посевов многолетних трав, обработка почвы поперек склона. Устраивают водозадерживающие валы, отводные каналы.
Чтобы предотвратить ветровую эрозию, широко используют комплекс почвозащитных мероприятий: плоско резную обработку почвы, минимальную обработку почвы, мульчирование, создание кулис из высокостебельных растений. Большое значение имеют также защитные лесные насаждения, которые поглощают поверхностный сток, предотвращая почву от размыва, и уменьшают скорость ветра в приземном слое воздуха. На крутых склонах, чтобы ослабить эрозию, делают ступенчатые террасы, которые задерживают сток. Рост оврагов можно предотвратить, сооружая водозадерживающие валы, сажая поперек ряды кустарников, ослабляющих скорость потоков воды.
Воздействие на гидросферу
Третий, не менее важный, чем небо над головой и земля под ногами, фактор существования цивилизации - водные ресурсы планеты.
На свои нужды человечество использует главным образом пресные воды. Их объём составляет чуть больше 2% гидросферы, причём распределение водных ресурсов по земному шару крайне неравномерно. В Европе и Азии, где проживает 70% населения мира, сосредоточено лишь 39% речных вод. Общее же потребление речных вод возрастает из года в год во всех районах мира. Известно, например, что с начала нынешнего века потребление пресных вод возросло в 6 раз, а в ближайшие несколько десятилетий возрастёт еще по меньшей мере в 1, 5 раза.
Недостаток воды усугубляется ухудшением её качества. Используемые в промышленности, сельском хозяйстве и в быту воды поступают обратно в водоёмы в виде плохо очищенных или вообще неочищенных стоков.
Таким образом, загрязнение гидросферы происходит, прежде всего, в результате сброса в реки, озера и моря промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод. Согласно расчетам ученых, в конце ХХ века для разбавления этих самых сточных вод может потребоваться 25 тыс. кубических км. пресной воды, или практически все реально доступные ресурсы такого стока! Нетрудно догадаться, что именно в этом, а не в росте непосредственного водозабора - главная причина обострения проблемы пресной воды.
В настоящее время к числу сильно загрязненных относятся многие реки - Рейн, Дунай, Сена, Огайо, Волга, Днепр, Днестр и др. Растет загрязнение мирового океана. Причем здесь существенную роль играет не только загрязнение стоками, но и попадание в воды морей и океанов большого количества нефтепродуктов. В целом, наиболее загрязнены внутренние моря - Средиземное, Северное, Балтийское, Внутреннее Японское, Яванское, а также Бискайский, Персидский и Мексиканский заливы.
Кроме того, человек осуществляет преобразование вод гидросферы путем строительства гидротехнических сооружений, в частности водохранилищ. Крупные водохранилища и каналы оказывают серьезное отрицательное воздействие на окружающую среду: изменяют режим грунтовых вод в прибрежной полосе, влияют на почвы и растительные сообщества, в конце концов, их акватории занимают большие участки плодородных земель.
Изменяя свой мир, человек, желает он того или нет, существенно вмешивается в жизнь своих соседей по планете. По данным Международного союза охраны природы, с 1600 г. на Земле вымерло 94 вида птиц и 63 вида млекопитающих. Кроме того, уменьшаются в количестве и исчезают редкие насекомые, что связано как с реакцией на применение различного рода пестицидов, так и с уничтожением их коренных мест обитания.
Механизм гибели вида гораздо проще, чем его можно себе представить. Зоологи поняли это, когда им удалось проанализировать большое число неудачных случаев акклиматизации животных в угодьях, безусловно, подходящих для завозимых видов. Оказалось, что неудачами кончался завоз малых групп животных. Выяснилось, что 2-3 пары животных при отсутствии постоянных, пусть даже сравнительно редких контактов с себе подобными, не могут обжить территорию. В большинстве случаев у них подавляется способность к размножению или они гибнут от так называемого «стресса», или болезни напряжения. Подобное же положение возникает при большом разряжении естественной популяции. Совершенно необязательно уничтожать всех до одного животных, чтобы обречь вид на исчезновение, достаточно сильно сократить его численность, уменьшить или разрознить участки обитания, в чем человечество, особенно в последние столетия, заметно преуспевает.
3. Глобальные экологические проблемы: перспективы развития и решения.
Говоря о возможных вариантах развития экологической ситуации на планете, самым благодарным и, само собой, наиболее осмысленным, кажется разговор о некоторых из существующих сегодня направлениях природоохранной деятельности. Иначе пришлось бы говорить исключительно об ужасах истощения природных ресурсов и т. п.
Несмотря на то, что каждая из обсуждавшихся здесь глобальных проблем имеет свои варианты частичного или более полного решения, существует некий набор общих подходов к решению проблем окружающий среды. Кроме того, за последнее столетие человечество разработало ряд оригинальных способов борьбы с собственными, губящими природу недостатками.
К числу таких способов (или возможных путей решения проблемы) можно отнести возникновение и деятельность разного рода «зеленых» движений и организаций. Кроме пресловутого «Green Peaсe"а», отличающегося не только размахом своей деятельности, но и, порой, заметным экстремизмом действий, а также аналогичных организаций, непосредственно проводящих природоохранные акции, существует другой тип экологических организаций - структуры, природоохранную деятельность стимулирующие и спонсирующие - типа Фонда дикой природы, например. Все экологические организации существуют в одной из форм: общественные, частные государственные либо организации смешанного типа.
Кроме разного рода объединений, отстаивающих у цивилизации права постепенно уничтожаемой ею природы, в сфере решения экологических проблем существует целый ряд государственных или общественных природоохранных инициатив. Например, природоохранное законодательство в России и других странах мира, различные международные соглашения или система «Красных книг».
Международная «Красная книга» - список редких и находящихся под угрозой исчезновения видов животных и растений - в настоящий момент включает 5 томов материалов. Кроме того, существуют национальные и даже региональные «Красные книги».
В числе важнейших путей решения экологических проблем большинство исследователей также выделяет внедрение экологически чистых, мало- и безотходных технологий, строительство очистных сооружений, рациональное размещение производства и использование природных ресурсов.
Хотя, несомненно, - и это доказывает весь ход человеческой истории - важнейшим направлением решения стоящих перед цивилизацией экологических проблем стоит назвать повышение экологической культуры человека, серьезное экологическое образование и воспитание, все то, что искореняет главный экологический конфликт - конфликт между дикарем-потребителем и разумным обитателем хрупкого мира, существующий в сознании человека.
ПРОБЛЕМЫ НАРОДОНАСЕЛЕНИЯ
Рост населения на нашей планете стремительно ускоряется. За последние 40 лет население планеты практически удвоилось – с 3 до 6 млрд. человек (рис.2). Десять тысяч лет назад на Земле было около 10 миллионов людей, к началу нашей эры их стало 200 миллионов; к 1650 г., условному началу промышленной революции, - 500 миллионов; к 19 веку – 1 миллиард, а в начале 20 века – 2 миллиарда. Сейчас нас 6,5 миллиардов, и число это увеличивается каждый год на 1,6%. Чтобы достигнуть первого миллиарда, человечеству потребовалось более миллиона лет. И в этот момент началась промышленная революция. В абсолютных цифрах рост по экспоненте всегда очень впечатляет: второй миллиард был достигнут за 100 лет, третий - за 40, четвёртый – за 15, пятый – за 10, а шестой и, возможно, седьмой могут быть достигнуты за оставшиеся до начала третьего тысячелетия годы. Заметьте, что всё это время рост строго следовал экспоненте с одними же коэффициентами, т. е. был тем же взрывным, что и 200 лет назад.
Основной прирост населения приходится на развивающиеся страны, особенно Китай и Индию. Это объясняется многими причинами: национальными традициями, желанием иметь сына, снижением смертности в результате улучшения медицинского обслуживания и др. По прогнозам ООН, уже в 2013-2014 гг. население Земли составит 7 млрд. человек.
Рис.2. Динамика численности населения Земли.
Такой стремительный рост населения Земли ставит перед учеными вопрос: на сколько человек рассчитана Земля и хватит ли человечеству ресурсов, чтобы прокормить себя в ближайшем будущем?
Вот как на этот вопрос отвечает доктор биологических наук, профессор В.Р. Дольник в своей книге «Непослушное дитя биосферы»:
«До 70- х годов 20 века количество людей вырастало на 2 % в год, удваиваясь каждые 35 лет. Теперь темп прироста снизился до 1, 6% в год. Производство пищи на Земле росло на 2, 3 % в год, удваиваясь каждые 30 лет. Теперь этот темп тоже снизился до 2, 1 % в год. Численность человечества, как и всякого биологического вида, строго следует за изменением количества пищи – главного показателя биологической ёмкости среды. Ёмкость нашей среды увеличивается не сама по себе, это делает человек, распахивая новые земли, выводя более урожайные сорта, внося удобрения, применяя ядохимикаты. С каждым годом повышать суммарный урожай на Земле становится всё труднее. Производство пищи на Земле сейчас растёт на 2% в год; чтобы получить такой прирост, приходится увеличивать потребление энергии на 5 %, забор воды для орошения – на 7%, производство удобрений – тоже на 7%, а ядохимикатов - даже на 10% в год. Эти титанические усилия истощают ресурсы, разрушают среду и всё более её загрязняют.
Такой рост производства возможен только потому, что человек интенсивно использует запасы угля, нефти, газа и минерального сырья, накопленные за всю предшествующую историю биосферы. Запасы эти конечны и невозобновимы. Поэтому нынешняя почти безграничная мощь человечества конечна во времени. Если спросить биолога, что произойдёт, когда ресурсы кончатся, он должен ответить однозначно: разрушение среды обитания, падение производства пищи (т. е. глобальный экологический кризис), а вслед за ними – сокращение человечества до уровня, который будет обеспечен возобновимыми ресурсами. Так случилось бы с любым видом. Но человек очень изобретателен, и поэтому утверждать, что численность людей сократится до первобытного уровня, мы не рискуем. С другой стороны, и расти бесконечно она не может. В условиях исчерпания энергоресурсов неизбежно будет происходить сокращение численности людей, коллапс. Его темп в первую очередь определит темп падения производства пищи.
Похожая информация.
Общая характеристика. Принято различать естественное и антропогенное загрязнение почвы. Естественное загрязнение почв возникает в результате природных процессов в биосфере, происходящих без участия человека и приводящих к поступлению в почву химических веществ из атмосферы, литосферы или гидросферы, например, в результате выветривания горных пород или выпадения осадков в виде дождя или снега, вымывающих загрязняющие ингредиенты из атмосферы.
Наиболее опасно для природных экосистем и человека антропогенное загрязнение почвы, особенно техногенного происхождения. Наиболее характерными загрязнителями являются пестициды, удобрения, тяжелые металлы и другие вещества промышленного происхождения.
Источники поступления загрязнителей в почву. Можно выделить следующие основные виды источников загрязнения почвы:
1) атмосферные осадки в виде дождя, снега и др.;
2) сброс твердых и жидких отходов промышленного и бытового происхождения;
3) использование пестицидов и удобрений в сельскохозяйственном производстве.
Рссмотрим более подробно перечисленные виды источников почвенного загрязнения. Атмосферные осадки, вымывая из атмосферы газообразные загрязняющие вещества, приводят к росту концентрации серной, азотной и других кислот в почве, что сопровождается ее закислением и снижением урожайности. Поступающие в почву с осадками атмосферные аэрозоли в жидкой и твердой фазах, имеющие, как правило, сложный химический состав, способствуют накоплению в почве тяжелых металлов и разнообразных органических веществ, включая опасные углеводороды. Промышленные и бытовые отходы, объемы которых огромны и растут быстрыми темпами, способствуют накоплению в почве тяжелых металлов, углеводородов, включая опасные токсические хлор-, фтор-, фосфорсодержащие соединения, обладающие канцерогенным действием. Наибольшую опасность как для человека, так и для природных экосистем представляет третий вид почвенного загрязнения, связанный с применением пестицидов и удобрений, вызывающих химическое загрязнение продуктов питания, с которыми, как было отмечено выше, наш организм получает до 70% загрязняющих веществ.
Загрязнение почвы пестицидами и удобрениями. Необходимость обеспечения населения продуктами питания, а промышленности – сырьевыми ресурсами требует повышать плодородие почвы и вести борьбу с вредителями урожая. Поэтому в современном сельскохозяйственном производстве применяются удобрения и пестициды, которые даже при агрономически правильном их использовании могут создавать опасные уровни загрязнения почвы.
Удобрение – вещество или агент, создающее при внесении в почву или водоем условия для ускоренного роста и развития растений и микроорганизмов, способствующее увеличению урожая. Различают органические, минеральные, химические и другие (например, бактериальные) виды удобрений. К органическим удобрениям относятся перегной, торф, навоз, птичий помет и другие органические остатки, используемые для повышения плодородия почвы. Химическое, или минеральное, удобрение – добытое из недр или полученное промышленным путем химическое соединение, содержащее в большом количестве один или несколько основных элементов питания растений (азот, фосфор, калий и др.), необходимые микроэлементы (медь, марганец и др.) или естественные продукты типа извести, гипса, золы и т.п., способные улучшить химические и структурные характеристики почвы. Этот вид удобрений приводит к большим концентрациям в почве химических веществ, включая опасные для здоровья человека нитриты и нитраты.
Пестициды – опасные для здоровья человека химические вещества, используемые для уничтожения вредных насекомых (инсектициды), растений-сорняков (гербициды), грибковых культур (фунгициды) и др. В мировом производстве пестицидов инсектициды занимают 45%, гербициды – 40%, фунгициды – 15% и прочие – 10%. Средняя норма применения пестицидов в сельском хозяйстве в нашей стране к концу 80-х годов составляла 2 кг на 1 га пашни, т.е. около 1,4 кг/чел. Многие пестициды сохраняются в почве длительное время и накапливаются по трофическим цепям, что со временем приводит к превышению безопасных для здоровья человека уровней.
Почва представляет собой основной источник продовольствия, обеспечивающее 95-97% продовольственных ресурсов для населения планеты. Площадь земельных ресурсов мира составляет 129 млн.кв.км, или 86,5% площади суши. Пашня и многолетние насаждения в составе сельскохозяйственных угодий занимают около 10% суши, луга и пастбища – 25% суши. Плодородием почвы и климатическими условиями определяются возможность существования и развития экологических систем на Земле. К сожалению, из-за неправильной эксплуатации ежегодно теряется некоторая часть плодородных земель. Так, за последнее столетие в результате ускорения эрозии потеряно 2 млрд. гектаров плодородных земель, что составляет 27% от общей площади земель, используемых для сельского хозяйства.
Источники загрязнения почвы.
Источники загрязнение почвы могут быть классифицированы следующим образом:
- Промышленные предприятия.
- Транспорт.
- Сельское хозяйство.
- Жилые дома и коммунально-бытовые предприятия.
В составе загрязняющих веществ этой категории источников преобладают бытовой мусор, пищевые отходы, строительный мусор, отходы отопительных систем, пришедшие в негодность предметы домашнего обихода и т.п. Все это собирается и вывозится на свалки. Для крупных городов сбор и уничтожение бытового мусора на свалках превратили в трудноразрешимую проблему. Простое сжигание мусора на городских свалках сопровождается выделением ядовитых веществ. При сжигании таких предметов, например, хлорсодержащих полимеров, образуются сильно токсичные вещества - диоксиды. Несмотря на это, в последние годы разрабатываются способы уничтожения бытового мусора сжигания. Перспективным способом считается сжигание такого мусора над горячими расплавами металлов.
Промышленные предприятия.
Машиностроительная промышленность выбрасывает в окружающую природную среду цианиды, соединения мышьяка, бериллия; при производстве пластмасс и искусственных волокон образуются отходы, содержащие фенол, бензол, стирол; при производстве синтетических каучуков в почву попадают отходы катализаторов, некондиционные полимерные сгустки; при производстве резиновых изделий в окружающую среду поступают пылевидные ингредиенты, сажа, которые оседают на почву и растения, отходы резино-текстильных и резиновых деталей, а при эксплуатации шин – изношенные и вышедшие из строя покрышки, автокамеры и ободные ленты. Хранение и утилизация изношенных шин в настоящее время являются еще нерешенными проблемами, так как при этом часто происходит сильные пожары, которые очень трудно тушить. Степень утилизации изношенных шин не превышает 30% от общего их объема.
Транспорт.
При работе двигателей внутреннего сгорания интенсивно выделяются оксиды азота, свинец, углеводороды, оксид углерода, сажа и другие вещества, оседающие на поверхность земли или поглощаемые растениями. В последнем случае эти вещества также попадают в почву и вовлекаются в круговорот, связанный с пищевыми цепями.
Сельское хозяйство.
Загрязнение почвы в сельском хозяйстве происходит вследствие внесения огромных количеств минеральных удобрений и ядохимикатов. Известно, что в составе некоторых ядохимикатов содержится ртуть.
Рассмотрим более подробно загрязнение почвы тяжелыми металлами и ядохимикатами.
Загрязнение почвы тяжелыми металлами.
Тяжелыми металлами называют цветные металлы, плотность которых больше плотности железа. К ним относятся свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, хром, ртуть.
Тяжелые металлы накапливаются в почве и способствуют постепенному изменению ее химического состава, нарушению жизнедеятельности растений и живых организмов
Установлено, что ртуть в почву поступает с некоторыми пестицидами, бытовыми отходами и вышедшими из строя измерительными приборами. Суммарные неконтролируемые выбросы ртути составляют 4-5000 тон в год. Предельно допустимая концентрация ртути в почве составляет 2,1 мг/кг.
Загрязнение почвы и растений свинцом вдоль автомобильных дорог распространяется на расстояние до 200 метров. Предельно допустимая концентрация свинца в почве = 32 мг/кг.. В промышленных районах содержание свинца в почве в 25-27 раз больше, чем в сельскохозяйственных.
Загрязнение почвы медью и цинком ежегодно составляет 35 и 27 кг/км соответственно. Повышение концентраций этих металлов в почве приводит к замедлению роста растений и снижению урожайности сельскохозяйственных культур.
Большую опасность для человека представляет накопление в почве кадмия. В природе кадмий находится в почве и в воде, а также в тканях растений.
Загрязнение почвы при захоронении радиоактивных отходов.
В процессе ядерной реакции на атомных электростанциях лишь 0,5-1,5% ядерного топлива превращается в тепловую энергию, а остальная часть(98,5-99,5%) выгружается из атомных реакторов в виде отходов. Эти отходы представляют собой радиоактивные продукты расщепления урана - плутоний, цезий, стронций и другие. Если учитывать, что загрузка ядерного топлива в реакторе составляет 180 т, то утилизация и захоронение отработанного ядерного топлива представляют собой труднорешимую проблему.
Ежегодно в мире при производстве электроэнергии на атомных электростанциях образуется около 200000 куб.м. радиоактивных отходов с низкой и промежуточной активностью и 10000 куб.м. высокоактивных отходов и отработанного ядерного топлива. Проблема транспортировки радиоактивных отходов особенно актуальна для России.
Разработка пестицидов безопасных для пищевой цепи.
Основная опасность пестицидов как загрязнителей почвы обусловлена их высокой стабильностью в окружающей среде, что способствует их накоплению в пищевых цепях.
Для устранения этого недостатка в последние годы разрабатываются новые, экологически безопасные пестициды.
Например, гербицид глифосат в почве полностью разлагается с образованием фосфорной кислоты, углекислого газа и воды. Некоторые пестициды выпускаются в виде индивидуальных оптических изомеров, что позволяет повысить их эффективность в два раза.
Разработка одного высокоэффективного и экологически безопасного пестицида обходится в 150 млн. долларов. Так как для этого синтезируют сотни тысяч препаратов, а среди них выбирают лишь один наиболее приемлемый. В то же время такие затраты на разработку новых пестицидов окупается высокими урожаями сельскохозяйственных культур, уменьшением загрязнения почвы, сохранением здоровья населения страны и увеличением средней продолжительности жизни людей. В отличие от высокоразвитых стран мира. В Российской Федерации применение пестицидов составляет примерно 4% от мирового потребления.
Способы обезвреживания, утилизация и ликвидации твердых бытовых отходов.
Ориентировочный состав ТБО городов Российской Федерации включают следующие компоненты (% мас.): пищевые отходы – 33-43; бумага и картон – 20-30; стекло -5-7; текстиль 3-5; пластмасса – 2-5; кожа и резина – 2-4; черный металл – 2-3,5; дерево – 1,5-3; камни – 1-3; кости – 0,5-2; цветные металлы – 0,5-0,8; прочие – 1-2.
В настоящее время известны следующие способы обезвреживания, утилизации и ликвидации ТБО:
- складирование на полигоне;
- аэробное биотермическое компостирование;
- сжигание на специальных мусоросжигательных заводах.
Выбор способа определяется с учетом экологических, экономических, ландшафтных, земельных и других факторов.
Самоочищение почвы.
Почва относится к трехфазным системам, однако физико-химические процессы, протекающие в почве, чрезвычайно замедлены, и растворенные в почве воздух и вода не оказывают существенного ускоряющего воздействия на протекание этих процессов. Поэтому самоочищение почвы, по сравнению с самоочищением атмосферы и гидросферы, происходит очень медленно. По интенсивности самоочищения эти компоненты биосферы располагаются в следующей последовательности:
Атмосфера – гидросфера – литосфера.
В результате вредные вещества в почве постепенно накапливаются, со временем становятся угрозой для человека.
Самоочищение почвы в основном может произойти только при загрязнении органическими отходами, которые подвергаются биохимическому окислению микроорганизмами. В то же время тяжелые металлы и их соли постепенно накапливаются в почве и могут лишь опустить в более глубокие слои. Однако при глубокой вспашке почвы они снова могут оказаться на поверхности и попасть в трофическую цепь.
Таким образом, интенсивное развитие промышленного производства приводит к росту промышленных отходов, которые в совокупности с бытовыми отходами существенно влияют на химический состав почвы, вызывая ухудшение ее качества.
Вывод.
Почва - колоссальное природное богатство, обеспечивающее человека продуктами питания, животных - кормами, а промышленность сырьем. Веками и тысячелетиями создавалась она. Чтобы правильно использовать почву, надо знать, как она образовывалась, ее строение состав и свойства. Почва обладает особым свойством - плодородием, она служит основой сельского хозяйства всех стран. Почва при правильной эксплуатации не только не теряет своих свойств, но и улучшает их, становится более плодороднее. Однако ценность почвы определяется не только ее хозяйственной значимостью для сельского, лесного и других отраслей народного хозяйства; она определяется также незаменимой экологической ролью почвы как важнейшего компонента всех наземных биоценозов и биосферы земли в целом. Через почвенный покров земли идут многочисленные экологические связи всех живущих на земле организмов (в том числе и человека) с литосферой, гидросферой и атмосферой. Из всего выше сказанного ясно, как велики и разнообразны роль и значение почвы в народном хозяйстве и вообще в жизни человеческого общества. Так что охрана почв и их рациональное использование, является одной из важнейших задач всего человечества!
Загрязнителями почвы, согласно определению экспертов ВОЗ, называют химические вещества, биологические организмы (бактерии, вирусы, простейшие, гельминты) и продукты их жизнедеятельности, которые встречаются в ненадлежащем месте, в ненадлежащее время и в ненадлежащем количестве. Под загрязнением почвы следует понимать лишь то содержание химических и биологических загрязнителей в ней, которое становится опасным для здоровья при прямом контакте человека с загрязненной почвой или через контактирующие с почвой среды, по экологическим цепочкам: почва - вода - человек; почва - атмосферный воздух - человек; почва - растение - человек; почва - растение - животное - человек и др.
Почва может загрязняться в результате:
1) внесения минеральных и органических удобрений;
2) использования пестицидов;
3) поступления промышленных и бытовых отходов различных видов, которые применяют в качестве удобрений и с целью увлажнения, в том числе и внесения в почву отходов животноводческих комплексов (ферм) и индивидуальных хозяйств;
4) попадания на ее поверхность химических веществ с атмосферными выбросами промышленных предприятий и автотранспорта, а также радионуклидов вследствие аварий на ядерных реакторах; 5) захоронения бытовых и промышленных отходов.
Все загрязнители почвы можно разделить на биологические (вирусы, бактерии, яйца гельминтов, простейшие) и химические. Химические загрязнители почвы делятся на две большие группы. К первой группе относятся химические вещества, которые вносятся в почву целенаправленно, чаще всего - в сельском и лесном хозяйствах: пестициды, минеральные удобрения, структурооб-разователи почвы, стимуляторы роста растений и др. Этот процесс является управляемым. При несоблюдении агрохимических и гигиенических регламентов применения (внесении в почву избытка) ЭХВ они становятся загрязнителями почвы и могут представлять опасность для здоровья людей.
Ко второй группе химических загрязнителей относятся химические вещества, поступающие в почву случайно с техногенными (антропогенными) жидкими, твердыми и газообразными отходами. Это вещества, поступающие в почву вместе с бытовыми и промышленными сточными водами и твердыми отходами, атмосферными выбросами промышленных предприятий, выхлопными газами автотранспорта и др.
Степень загрязнения почвы ЭХВ зависит от:
1) уровня их поступления в почву;
2) физико-химических свойств (структуры, растворимости в воде, летучести и др.);
3) местных почвенно-климатических условий;
4) интенсивности процессов миграции ЭХВ из почвы в атмосферный воздух, открытые водоемы, подземные воды, растения;
5)возможности трансформации и деградации ЭХВ в результате физико-химических процессов (гидролиз, фотолиз) или действия биологических агентов (микроорганизмы, в меньшей степени водоросли) и их ферментативных систем, способных расщепить молекулы многих токсических веществ до безопасных метаболитов.
Опасность загрязнения почвы химическими веществами связана, во-первых, с их токсическими свойствами (острым и хроническим общетоксическим действием, наличием аллергенного, мутагенного, канцерогенного, эмбриоток-сического, тератогенного действия, репродуктивной токсичностью и др.), а во-вторых, с особенностями их поведения в окружающей среде (стабильностью в почве и воде водоемов, миграционной способностью). Все ЭХВ по степени опасности для здоровья населения делят на три класса: 1 -й - высокоопасные; 2-й - умеренно опасные; 3-й - малоопасные.
Класс опасности ЭХВ устанавливают по показателям, приведенным в табл. 47.
ТАБЛИЦА 47 Классификация опасности ЭХВ, загрязняющих почву
К 1-му классу относятся мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, бенз(а)пирен, стойкие хлорорганические пестициды: ДДТ, гексахлорциклогексан (ГХЦГ), полихлоркамфен (ПХК), полихлорпинен (ПХП) и др. Ко 2-му - бор, кобальт, никель, молибден, хром, гербициды группы 2,4-Д и др. К 3-му - барий, ванадий, вольфрам, марганец, нерадиоактивный стронций и др.
По мнению большинства ученых, ухудшение здоровья населения, наблюдающееся за последние десятилетия, связано с негативным влиянием химических факторов окружающей среды. Анализ причинно-следственных связей свидетельствует о значительной роли химического загрязнения почвы в ухудшении здоровья населения. Это объясняется тем, что почва занимает центральное место в круговороте веществ в биосфере. Кроме того, она является основным депо, где накапливаются стойкие химические вещества в природной среде, а также выступает начальным звеном в их миграции от источника загрязнения до организма человека по коротким и длинным трофическим цепочкам (схема 2).
Схема 2. Пути миграции химических веществ из почвы в организм человека
Экзогенные химические вещества, вносимые в почву целенаправленно.
В связи с высоким экономическим эффектом, связанным с использованием препаратов для борьбы с вредителями и болезнями растений и повышения урожайности, их применение во всем мире в XX в. возросло. Поэтому с каждым годом в почву поступает все большее количество пестицидов, минеральных веществ, структурообразователей почвы, стимуляторов роста растений и др.
Пестициды (от пест - вред и цидо - убиваю) - общепринятое в мировой практике собирательное название химических средств защиты растений. Пестициды используют для уничтожения или прекращения развития живых организмов (насекомых, клещей, бактерий, вирусов, спор грибов, вредной растительности и др.), наносящих ущерб растениеводству и животноводству. Как синонимы используют термины "сельскохозяйственные ядохимикаты", "агро-химикаты" и "химические средства защиты растений". Широкое применение пестицидов объясняется тем. что потенциальные ежегодные потери урожая в мире могут достигать вследствие действия вредителей 13,8%, в результате болезней - 11,6% и из-за сорняков - 9,5%, т. е. свыше третьей части (34,9%) мирового урожая (данные Международной продовольственной сельскохозяйственной организации при ООН - ФАО/ВОЗ).
Использование химических средств защиты растений дает возможность сохранить пятую часть мирового урожая пшеницы, шестую - картофеля, половину урожая яблок. Применение пестицидов позволяет дополнительно собрать с каждого гектара сельскохозяйственных угодий 2-3 ц зерна, 5 ц риса, 15-20 ц картофеля.
Мировой ассортимент пестицидов насчитывает сегодня свыше 1000 наименований действующих веществ, из которых наиболее широко используют почти 700. На их основе получены и используют десятки тысяч различных препаративных форм пестицидов, в том числе комбинации нескольких (чаще всего 2-3) действующих веществ. Ежегодно в мире исследуют свыше 200 тыс. химических веществ для выявления их потенциальной пестицидной активности.
Мировое производство пестицидов достигает 2 млн т действующих веществ в год. Если произвести перерасчет всего количества пестицидов на 1 га площади возделываемых земель, то на каждый гектар в среднем в мире приходится 0,3 кг действующих веществ пестицидов, а среднерасчетная концентрация их в почве достигает 0,1 мг/кг. В мире уровень применения пестицидов различный. Так, по данным ВОЗ/ЮНЭП, средняя нагрузка пестицидов на 1 га площади пахотных земель в США в конце XX в. составляла 1,5 кг, в Европе - 1,9 кг в Украине 2,5 кг. В последнее время нормы расхода пестицидов уменьшались. Это связано, во-первых, с использованием действующих веществ новых химических классов, эффективных при меньших нормах расхода, а во-вторых, с использованием биологических средств защиты растений.
В Украине ежегодное использование пестицидов в конце XX в. достигло 190 тыс. т. Наибольший вклад в суммарную территориальную нагрузку вносили гербициды, предназначенные для борьбы с сорняками. Их доля достигала 53,8%. Доля фунгицидов (веществ для борьбы с грибковыми болезнями растений) составляла 25,1%, инсектицидов (для уничтожения насекомых-вредителей) и акарицидов (для уничтожения клещей на растениях) суммарно-19,1%.
Фактическое содержание пестицидов в почве иногда значительно превышает среднерасчетное (0,1 мг/кг) и достигает в ряде стран катастрофических величин (табл. 48). ТАБЛИЦА 48 Содержание стойких хлорорганических пестицидов в почве
Такое загрязнение почвы пестицидами опасно как при прямом контакте человека с загрязненной почвой, так и при миграции пестицидов из почвы в контактирующие с ней среды (вода, воздух, растения). Кроме того, под действием пестицидов могут происходить количественные и качественные изменения популяций почвенных микроорганизмов, изменения микробиоценоза почвы, нарушающие процессы ее самоочищения. Поэтому бесконтрольное использование химических средств защиты растений приводит к необратимым изменениям в среде обитания человека.
Расширение ассортимента и объемов использования химических средств защиты растений во второй половине XX в. привело к увеличению количества случаев профессионального отравления людей пестицидами. Так, если за период 1945-1965 гг. в мире было зарегистрировано 40 тыс. случаев отравления людей пестицидами, то в последующие 20 лет только в развивающихся странах - 500 тыс. случаев острых отравлений агрохимикатами, в том числе 5 тыс. случаев с летальным исходом.
Миграция пестицидов из почвы в растения, атмосферный воздух, подземные и поверхностные водоемы приводит к увеличению нагрузки пестицидов не только на профессиональные контингента (сельскохозяйственных работников), но и на все население в целом, что создает реальную угрозу его здоровью. При этом прежде всего страдает детское население. Наибольшее влияние на заболеваемость населения оказывают хлорорганические и фосфорорганические пестициды, доля которых в суммарной территориальной нагрузке составляет около 15%. Ряд агрохимикатов, поступающих в организм человека из почвы по миграционным цепочкам, оказывает мутагенное действие, проявляющееся увеличением частоты точечных мутаций и хромосомных аберраций в соматических и половых клетках, приводящих к развитию новообразований, спонтанным абортам и перинатальной гибели плода, врожденным аномалиям развития, бесплодию и пр.
Сегодня уделяется большое внимание повышению безопасности применения пестицидов. С этой целью во всех странах мира строго ограничено использование пестицидов 1 -го класса опасности и стойких хлорорганических соединений (ДДТ, ГХЦГ), остановлено производство и запрещено использование полихлорированных бифенилов. Токсические и стойкие действующие вещества пестицидов заменяют более безопасными. Совершенствуют препаративные формы пестицидов с целью уменьшения подвижности и миграционной способности их действующих веществ. Научно обосновываются гигиенические нормативы и регламенты применения пестицидов: допустимая суточная доза; ПДК в почве, воде водоемов хозяйственно-питьевого водоснабжения, атмосферном воздухе и воздухе рабочей зоны; МДУ в продуктах питания; сроки выхода сельскохозяйственных работников на обработанные угодья; сроки ожидания между применением пестицидов и сбором урожая и др.
Минеральные удобрения. К минеральным удобрениям относятся неорганические химические соединения, применяемые в сельском хозяйстве в целях повышения плодородия почв. Различают макро- и микроудобрения. Минеральные макроудобрения - вещества, в состав которых входят основные элементы, повышающие плодородие (азот, фосфор, калий). Соответственно макроудобрения делятся на азотные, фосфатные, калийные и комплексные.
За относительно непродолжительный период производство и применение в сельском хозяйстве минеральных макроудобрений существенно увеличилось. Так, если в 1952 г. мировое производство минеральных макроудобрений составляло 21 млн. т1 в год, то в последующие 20 лет оно возросло почти в 4 раза и в 1972 г. достигало 79 млн. т в год. В СССР за период 1940-1985 гг. (т. е. за 45 лет) применение минеральных удобрений увеличилось с 0,7 до 25,4 млн т. Расширился ассортимент минеральных удобрений. Например, группа азотных удобрений включает аммиачные (аммиачная вода), аммонийные (аммония сульфат), нитратные (калийная, натриевая и кальциевая селитра), аммонийно-нит-ратные (аммиачная селитра) и амидные (карбамид, мочевина) удобрения. В группу фосфатных удобрений входят простой и двойной суперфосфаты, преципитат, основные шлаки и др. К группе калийных удобрений относится калийная соль (калия хлорид), калий-магнезиальное удобрение, калийно-аммиачная селитра.
Уровень применения в сельском хозяйстве Украины в 1986-1990 гг. минеральных удобрений составляли в среднем 166,4 кг/га пашни. В целом в Украине в конце XX в. ежегодно применяли 5 млн т азотно-калийно-фосфатных удобрений. В ассортименте минеральных удобрений преобладали азотные - 42%, а на долю калийных и фосфатных приходилось 27,5 и 30,5% соответственно. При этом уровень применения азотных минеральных удобрений ежегодно уменьшался, использование фосфатных увеличивалось, а калийных - оставалось без изменений.
Современная технология применения минеральных удобрений предотвращает их максимальное накопление фитомассой сельскохозяйственных растений. Значительная часть удобрений вымывается в подземные воды, мигрирует
С поверхностным стоком, разлагается в почве, образуя летучие продукты, поступающие в приземный слой атмосферного воздуха. Сегодня в научной литературе имеется достаточно убедительных данных о том, что при нерациональном использовании минеральных удобрений возникает реальная опасность для здоровья человека и окружающей среды. Наибольшее внимание уделяют азотным удобрениям.
Компоненты азотных удобрений (аммиак, нитраты, мочевина) при чрезмерном внесении в почву могут мигрировать в поверхностные и подземные водоемы, загрязняя их. Так, в Англии за 10 лет концентрация нитратов в речной воде увеличилась на 44-48%, вследствие чего более чем в 100 источниках централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения концентрация нитратов превысила 50 мг/л. Наиболее вероятно поступление нитратов (самой подвижной формы азотных удобрений) в грунтовую воду. В отдельных селах Молдовы содержание нитратов в колодезной воде достигало 100-500 мг/л. При загрязнении воды источников водоснабжения нитратами в концентрациях, превышающих 45 мг/л, у новорожденных, которые находятся на искусственном вскармливании, и людей пожилого возраста может возникнуть водно-нитратная метгемоглобинемия. Так, в Венгрии за период 1968-1979 гг. повышенное содержание нитратов было зарегистрировано в воде колодцев 176 поселений (обследовали 296 сел).
За этот период было зарегистрировано 234 случая водно-нитратной метгемоглобинемии у детей.
Нитраты, которые являются компонентами нитратных (натриевая, кальциевая и калиевая селитры) и аммонийно-нитратных (аммиачная селитра) удобрений, а также образовавшиеся в почве из аммиака аммиачных (аммиачная вода), аммония аммонийных (сульфат аммония) и мочевины амидных азотных удобрений, являются предшественниками синтеза в объектах окружающей среды нитрозосоединений, большинство из которых обладают мутагенными и канцерогенными свойствами. В почве постоянно присутствуют продукты разложения белковых веществ - амины и амиды, а также, при условии чрезмерного использования азотных удобрений, - нитраты и нитриты, из которых во время трансформации в почве могут образоваться нитрозамины и нитрозами-ды (N-нитрозодиметиламин, N-нитрозодиэтиламин и др.).
Нитрозосоединения могут синтезироваться в фитомассе сельскохозяйственных растений при условии поступления в них избыточного количества нитратов. Нитрозосоединения относительно стабильны в объектах окружающей среды, мало растворимы в воде и большинство из них высоколетучи. По экспертным оценкам, в организм человека с питьевой водой, продуктами питания, атмосферным воздухом может поступить до 5-10 мкг нитрозаминов в сутки. Нитрозосоединения нитрозамины и нитрозамиды могут образовываться в организме человека в результате эндогенного синтеза, достигая 7 мкг/сут. Большинство нитрозаминов и нитро-замидов являются сильными химическими канцерогенами. Некоторые нитрозосоединения (N-нитрозометилмочевина, N-нитрозоэтилмочевина) проникают через трансплацентарный барьер в организм плода, оказывая эмбриотоксичес-кое и тератогенное действие.
Поступление в открытые (поверхностные) водоемы минеральных удобрений, содержащих азот и фосфор, обусловливает их эвтрофикацию (способствует размножению микрофитов и водных растений), стимулирует "цветение" водоемов, ухудшает органолептические свойства воды, разрушает водные биоценозы, нарушает процессы самоочищения водоемов и препятствует использованию их в качестве источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Значительную роль в загрязнении почвы играют фосфатные удобрения. Поглощенные почвой фосфаты малоподвижны и лишь 2% их вымывается из пахотного слоя. Поэтому при чрезмерном применении фосфатных удобрений в почве накапливается Р205 в таком количестве, которое способно тормозить процессы ее самоочищения. Кроме того, фосфаты с поверхностным стоком могут попадать в открытые водоемы и вызывать их эвтрофикацию.
Гигиеническое значение имеет тот факт, что фосфатные удобрения содержат примеси фторсодержащих соединений (от 0,2 до 4%), железа, стронция, селена, мышьяка (не менее 0,006%), тяжелых металлов (не менее 0,008%), в том числе кадмия (10-30 мг/кг), радионуклидов (урана, тория). Поэтому при несоблюдении гигиенических норм их применения они загрязняют почву, растения, воду подземных и поверхностных водоемов. Так, с фосфатными удобрениями в почву поступает фтор в количестве 8-20 кг/га; 0,1-0,4% его мигрирует в растения, 25% вымывается в открытые водоемы, а остальное количество накапливается в почве и мигрирует в подземные воды, иногда способствуя увеличению уровня фтора в грунтовых водах до 20 мг/л. Установлено, что при внесении в почву суперфосфата уровень кадмия в картофеле увеличивается в 4 раза по сравнению с контролем.
Калий, входящий в состав калийных удобрений, мигрирует из почвы в контактирующие среды чрезвычайно медленно, не оказывая негативного воздействия на почвенный биоценоз и способность почвы к самоочищению. Вместе с калийными удобрениями в почву поступают хлорида анионы. Если вносят 45-50 кг/га калийных удобрений (в перерасчете на К20), то вместе с ними поступает 30-35 кг/га хлорида аниона, что приводит к искусственному засолению почв. Накопление значительных количеств калия в почве может вызвать нарушение соотношения между калием и натрием в питьевой воде, пищевых продуктах и отрицательно повлиять на здоровье человека - вызвать нарушение деятельности сердечно-сосудистой системы.
Минеральные микроудобрения вносят в почву в относительно небольших количествах (в 10-100 раз меньше, чем макроудобрений) для повышения ее плодородия. В их состав входят разнообразные микроэлементы. Самыми распространенными являются борные (0,5-1 кг/га), молибденовые, медные (10-15 кг/га), марганцевые (3-5 кг/га), цинковые (3-5 кг/га), кобальтовые (0,1-0,2 кг/га) и полимикроудобрения (ПМУ-7, ПМУ-8 и др.) При превышении норм расхода микроудобрений микроэлементы могут накапливаться в почве и растениях в избыточных количествах, оказывая отрицательное влияние на здоровье населения. В состав микроудобрений входит довольно много свинца (от 0,3 до 1%), иногда - кадмия и мышьяка. Таким образом, при нерациональном использовании микроудобрений существует реальная угроза загрязнения почвы тяжелыми металлами.
Структурообразователи почвы. Под структурообразователями почвы понимают химические вещества, вносимые в почву сельскохозяйственных полей в целях улучшения ее структуры. К ним относятся поверхностно-активные вещества, являющиеся нестабильными соединениями и относительно быстро разрушающиеся под действием почвенных микроорганизмов.
Регуляторы роста растений - это естественные и синтетические органические соединения, которые в малых дозах активно влияют на обмен веществ у растений. К ним относятся производные этилена, никотиновые соединения, карбаматы, фосфониевые соединения и др. Остаточное количество этих веществ в почве и растениях зависит от норм расхода. Сроки сохранения препаратов в почве, например хлорхолинхлорида, увеличиваются в случае применения в сочетании с азотными удобрениями. Синтетические регуляторы роста стабильны в почве и обладают токсичностью.
Загрязнители, попавшие в почву с бытовыми и технологическими отходами. К этой группе относятся загрязнители, попавшие в почву с бытовыми, промышленными, ливневыми сточными водами, сточными водами животноводческих комплексов, твердыми бытовыми и промышленными отходами, атмосферными выбросами промышленных предприятий, авто- и авиатранспорта. Химические вещества, поступающие с бытовыми отходами, сточными водами населенных мест и животноводческих комплексов, являются в основном теми органическими соединениями, к обезвреживанию и минерализации которых почва приспособилась за миллионы лет эволюции. Кроме того, в почву из указанных выше источников загрязнения поступают биологические загрязнители - патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, простейшие, вирусы, яйца геогельминтов.
Бытовые отходы - это остатки веществ и предметов, которые образуются в результате бытовой и хозяйственной деятельности человека и которые не могут быть использованы на месте образования, а их накопление и хранение нарушают санитарное состояние окружающей среды. Все бытовые отходы делят на жидкие и твердые. К жидким бытовым отходам относят нечистоты из выгребов туалетов, помои (от приготовления еды, мытья посуды, полов, стирки белья и др.) и сточные воды (бытовые, ливневые). Их гигиеническая характеристика приведена в разделе "Санитарная охрана водных объектов". К твердым бытовым отходам относят мусор (бытовые отходы), уличный смет, отбросы (отходы кухонные), отходы предприятий общественного питания, торговых заведений, лечебно-профилактических, образовательных (школ, детских дошкольных учреждений, средних и высших учебных заведений) и других учреждений, строительный мусор, образовавшийся во время индивидуального ремонта квартир.
В состав твердых бытовых отходов входят:
1) вторичное сырье (бумага, картон, текстиль, металл, кожа и др.); составляет приблизительно 25% от массы отходов;
2) органическая часть, которую можно обезвредить - приблизительно 60-70% от массы отходов. Доля легко загнивающих, особенно в теплое время года, органических веществ достигает 20-30%;
3) балласт (стекло, камень и др.) - 6-8%;
4) горючие материалы, которые не удается утилизировать (уголь, древесина, резина и др.) - 8-10%.
В эпидемическом отношении бытовые отходы очень опасны. Их коли-титр" (титр бактерий группы кишечной палочки) составляет 10"6-10"7, титр анаэробов2 - 10~5-10"6, микробное число3 достигает десятков и сотен миллиардов. В бытовых отходах содержится огромное количество возбудителей различных инфекционных заболеваний, прежде всего кишечных инфекций; в 30-40% проб твердых бытовых отходов содержатся яйца гельминтов. Патогенные микроорганизмы достаточно длительное время сохраняют в отходах патогенность и вирулентность.
Твердые бытовые отходы являются наиболее благоприятной средой для развития домашней мухи (Musca domestica). Самка домашней мухи, привлеченная запахом аммиака, выделяющегося из загнивающих отходов, откладывает в поверхностном слое (на глубине 1-3 см) яйца. Летом при температуре в толще отходов 36 °С яйца через 7-8 ч превращаются в личинки, которые в течение 3 сут становятся подвижной предкуколкой, продвигаются глубже (если отходы на поверхности почвы, то в почву, на глубину 50-60 см), где трансформируются в куколку, а через 4 сут - в имаго. Мухи активно переносят бактериальные загрязнения отходов на пищевые продукты и предметы быта. Доказано, что патогенные микроорганизмы на поверхности тела мухи выживают в течение 1-7 сут, а в желудке - от 2 до 8 сут. Некоторые авторы называют муху агрессором, который все лето ведет бактериологическую войну против человечества. Личинки и куколки мух находили в 100% проб твердых бытовых отходов.
В населенных пунктах твердые бытовые отходы образуются непрерывно и накапливаются в больших количествах. Так, в конце XX в. в странах ЕЭС образовалось почти 150 млн т бытовых отходов. Ежегодно их масса увеличивается на 0,5%. В крупных городах средняя норма накопления твердых бытовых отходов составляет от 1 до 1,5 м3 в год на одного жителя.
Проблема твердых бытовых отходов как источника антропогенного загрязнения почвы приобрела сегодня чрезвычайную актуальность. С твердыми бытовыми отходами в почву попадает большое количество органических веществ, микроорганизмов, яиц геогельминтов. Из почвы компоненты твердых
*Коли-титр твердых бытовых отходов - это минимальное количество отходов в граммах, в котором содержится одна бактерия группы кишечной палочки.*
*Титр анаэробов твердых бытовых отходов - это минимальное количество отходов в граммах, в котором содержится одна анаэробная клостридия.*
*" Микробное число твердых бытовых отходов - это количество микроорганизмов, которые вырастают на 1,5% мясо-пептонном агаре при температуре 37 °С в течение 24 ч, содержатся в 1 г отходов.*
Бытовых отходов могут попадать в подземные (в первую очередь грунтовые) воды, смываться атмосферными осадками в открытые водоемы и приводить к загрязнению воды источников водоснабжения. Вследствие расщепления органических веществ отходов, особенно легко загнивающих, образуются газы с неприятным запахом: аммиак, сероводород, индол, скатол, меркаптаны, которые загрязняют атмосферный воздух.
Промышленные отходы. С развитием промышленности во всех странах мира увеличилось количество промышленных отходов. В конце XX в. среди развитых европейских стран наибольшее количество промышленных отходов (52 млн т ежегодно) образовывалось в ФРГ. Приблизительно по 30-40 млн т промышленных отходов образовывалось на предприятиях Англии, Франции и Италии. В среднем на одного жителя индустриально развитого города ежегодно накапливалось 0,5-1 кг промышленных отходов, не считая строительного мусора, образующегося во время строительства новых, реконструкции и ремонта старых зданий. В Украине в конце XX в. общий объем накопления промышленных отходов, по минимальным оценкам, составил 20 млрд т. Площадь земель, занятая отходами, составляла почти 130 тыс. га. До 75% общего объема промышленных отходов составляли отходы горнодобывающей промышленности и до 14% - отходы, образующиеся во время обогащения полезных ископаемых.
Значительная часть принадлежала отходам предприятий химико-металлургической переработки сырья, а также сталеплавильного, титано-магниевого, железо- и марганцеворудного, гальванического и коксохимического производства, производства минеральных удобрений, золошлакам энергетики и глиноземным шламам.
Промышленные отходы в условиях значительного накопления при несоблюдении санитарно-гигиенических норм и правил обращения с ними становятся опасными для окружающей среды и здоровья людей. Все твердые промышленные отходы в зависимости от токсичности, обусловленной физическими, химическими и биологическими характеристиками подразделяют на четыре класса: I - чрезвычайно опасные; II - высокоопасные; III - умеренно опасные; IV - малоопасные. Класс опасности промышленных отходов устанавливают по величине суммарного индекса опасности, который определяют расчетным методом по специальным формулам, учитывающим: ПДК химических веществ в почве; их растворимость в воде при температуре 25 °С; летучесть химических веществ, т. е. давление насыщенного пара (в миллиметрах ртутного столба) при температуре 25 °С; количество каждого вещества в общей массе отходов.
Если для химических веществ, которые входят в состав отходов, не установлена ПДК в почве, расчет ведут по среднесмертельной дозе (LD50) при введеннии в желудок экспериментальных животных. В зависимости от класса опасности промышленных отходов необходимо использовать специальные методы и способы обращения с ними.
Гигиенические мероприятия по обращению с промышленными отходами предусматривают:
1) определение класса токсичности промышленных отходов;
2) контроль за сбором и временным их хранением;
3) контроль за транспортировкой;
4) контроль за утилизацией (вторичным использованием и переработкой);
5) контроль за эксплуатацией объектов захоронения промышленных отходов.
Особую опасность представляют так называемые токсичные промышленные отходы, содержащие вредные физиологически активные вещества и дающие выраженный токсический эффект. Такие отходы при контакте с ними человека могут вызвать заболевание или отклонение в состоянии здоровья нынешнего и будущего поколений, а также негативные изменения в объектах окружающей среды. Токсические отходы могут содержать бериллий, свинец, ртуть, мышьяк, хром, фосфор, кобальт, кадмий, таллий, металлоорганические и цианистые соединения, канцерогенные вещества различной химической природы: бенз(а)пирен, нитрозамины, афлотоксины. В местах их временного хранения при нарушении гигиенических требований утилизации, обезвреживания и захоронения токсических промышленных отходов загрязняются почвы, что может способствовать миграции токсических химических веществ в контактирующие с почвой среды, особенно в подземные и поверхностные водоемы.
Промышленные атмосферные выбросы. С выбросами промышленных предприятий в атмосферу поступают различные химические вещества, качественный и количественный состав которых зависит от особенностей технологического процесса. Так, с выбросами предприятий теплоэнергетики в воздух поступают зола, сажа, серы диоксид, азота оксиды, циклические углеводы, соединения мышьяка и фтора; предприятия черной металлургии загрязняют воздух рудничной пылью, оксидами железа и марганца; объекты цветной металлургии - оксидами свинца, цинка, кадмия, меди, мышьяка и ртути. Выбросы предприятий химической промышленности загрязняют атмосферу ароматическими и алифатическими углеводородами, соединениями серы, кислотами, фенолами, эфирами и т. д.
В результате процессов естественного самоочищения атмосферы за счет гравитационной седиментации (выпадения под действием силы тяжести) и вымывания атмосферными осадками указанные химические вещества из воздуха попадают сначала на поверхность почвы, а затем начинают мигрировать. Вследствие поверхностного стока они поступают в открытые водоемы. Миграция вглубь почвы приводит к загрязнению всего слоя почвы и поступлению в подземные, прежде всего грунтовые, воды. Из почвы химические вещества мигрируют в растения. С почвенной пылью и вследствие испарения летучие соединения поступают в атмосферный воздух. В почву из атмосферы в глобальном масштабе ежегодно поступает 3 млн т серы диоксида, 3,1 млн т азота оксидов, 8,2 млн т углерода оксида, 1,75 млн т органических соединений, 7 тыс. т цинка, 6,5 тыс. т свинца, 80 т кадмия, около 600 других химических веществ.
В последние десятилетия в связи с резким ускорением темпов научно-технического прогресса литосфера, особенно ее поверхностный слой - почва, интенсивно загрязняется тяжелыми металлами, в частности такими, как ванадий, висмут, железо, кадмий, кобальт, медь, молибден, никель, олово, свинец, селен, сурьма, теллур, хром, ртуть и др., атомная масса которых превышает 50.
Характерной особенностью загрязнения почвы металлами является четко выраженная локализация зон загрязнения. Наибольшее количество металлов,загрязняющих почву, фиксируется вблизи промышленных предприятий (в радиусе 1-2 км). На расстоянии 3-5 км содержание металлов в почве начинает уменьшаться, и это происходит до расстояния 20-30 км. За пределами этих границ оно в большинстве случаев не превышает фонового значения.
Накопление в почве тяжелых металлов в количествах, превышающих фоновые, а тем более ПДК, приводит к изменению химического состава почвы, появлению у нее токсических свойств, нарушению почвенных биоценозов, угнетению процессов самоочищения почвы, снижению ее плодородия. В зоне влияния выбросов металлургических производств формируются искусственные техногенные биогеохимические провинции. Основными их особенностями являются: высокое содержание тяжелых металлов в почве относительно регионального фона; образование стойких техногенных циклов миграции тяжелых металлов (атмосфера - почва, почва - растения, почва - вода); прогрессирующие процессы загрязнения; наличие корреляционной связи между концентрациями тяжелых металлов в окружающей среде и биологических объектах (биосредах растений и животных).
В техногенных биогеохимических провинциях вследствие загрязнения тяжелыми металлами атмосферного воздуха, питьевой воды и сельскохозяйственной продукции формируется хроническая токсическая нагрузка на организм человека. Высокое содержание свинца в почве и контактирующих с ней средах (в атмосферном воздухе - до 25-85 мкг/м3, в пищевых продуктах - до 2,5 мг/кг, в воде - до 2,6 мг/л) привело к тому, что у 30% детей, проживающих на загрязненной территории, содержание свинца в крови составляло более 40 мкг/100 мл крови, в то время как у детей, проживающих на относительно чистых территориях, оно не превышало 12 мкг/100 мл крови.
Ориентировочный уровень поступления тяжелых металлов в организм взрослого человека на территории техногенных биогеохимических провинций составляет: цинка - от 2617,6 до 13 825,0; свинца - от 372,6 до 3323,9; кадмия - от 25,6 до 112,4 мкг/сут. Это значительно превышает уровень поступления веществ на незагрязненной тяжелыми металлами территории - 1759,4; 94,8; 9,3 мкг/сут соответственно и выходит за пределы безопасных уровней, которые установлены экспертным комитетом ВОЗ.
Известно, что тяжелые металлы имеют выраженные кумулятивные свойства, высокую биохимическую активность относительно сульфгидрильных, тиоловых, карбоксильных и других активных групп белков. Образование комплексов металл - белок может индуцировать аллергическую реакцию. Некоторые тяжелые металлы обладают мутагенными и канцерогенными (кадмий, мышьяк, никель, хром), гонадотоксическими, эмбриотоксическими и тератогенными (ртуть, кадмий) свойствами. Поэтому в искусственных биогеохимических провинциях наблюдается рост заболеваемости и смертности населения. Кроме того, тяжелые металлы (ртуть, мышьяк, хром и др.) обладают способностью проникать через плаценту, что повышает риск развития предпатологичес-ких и патологических состояний у новорожденных и младенцев.
Выхлопные газы автотранспорта. Автомобильные выбросы в атмосферу содержат углерода диоксид, углеводороды, бенз(а)пирен, соединения свинца, кадмия, меди, марганца, цинка. Установлено, что уровень загрязнения почвы вдоль автомагистралей зависит от интенсивности движения автотранспорта, продолжительности эксплуатации дорог, расстояния от автодорожного полотна. В поверхностном (0-5 см) слое почвы на расстоянии 10-15 м от автомагистрали с интенсивностью движения до 10 тыс. транспортных единиц в сутки содержится 600-1000 мг/кг железа, 20 мг/кг цинка, 10 мг/кг свинца, 0,2 мг/кг кадмия.
При значительной интенсивности движения машин с бензиновыми двигателями концентрация свинца в почве вдоль автодорог может достигать 300-500 мг/кг, концентрация бенз(а)пирена - 50 мг/кг. К тому же установлено, что бенз(а)пирен содержится не только в поверхностном слое почвы, но и распространяется вглубь (до 2 м), что делает вероятным его поступление в подземные воды. Естественно, что выращивание каких-либо сельскохозяйственных растений вблизи автомагистралей небезопасно для здоровья населения вследствие их загрязнения тяжелыми металлами и бенз(а)пиреном.
Радиоактивное загрязнение почвы вследствие испытаний ядерного оружия и аварий на ядерных реакторах. Авария на ЧАЭС привела к загрязнению почвы радионуклидами значительной части территории: загрязнено свыше 4,6 млн га, в том числе 3,1 млн га пахотных земель.
К территориям, пострадавшим от радиоактивного загрязнения относят местности, на которых возникло стойкое загрязнение почвы радиоактивными веществами, превышающее доаварийный уровень. По уровням плотности загрязнения почвы нуклидами цезия, стронция и плутония выделены четыре зоны радиоактивного загрязнения: отчуждения, обязательного отселения, гарантированного добровольного отселения, усиленного радиоэкологического контроля. Вследствие загрязнения радионуклидами из пользования изъято 119 тыс. га сельскохозяйственных угодий, в том числе 65 тыс. га пахотных земель.
В настоящее время на радиационно-загрязненных территориях проживают почти 1,8 млн человек. Свыше 150 тыс. лиц (в том числе 60 тыс. детей) получили дозы, выше допустимых. Вследствие аварии на ЧАЭС в Украине пострадало почти 8% населения: 3,2 млн лиц проживают на загрязненной территории, 130 тыс. эвакуированы и отселены из загрязненной территории, 350 тыс. принимали участие в ликвидации аварии. В период 1986-1997 гг. были зарегистрированы 953 случая заболевания раком щитовидной железы у детей и подростков, более 1000 детей признаны инвалидами вследствие заболеваний, связанных с чернобыльской катастрофой. Наблюдается общая тенденция к ежегодному росту заболеваемости пострадавших вследствие аварии взрослых и детей, как в общей, так и по всем классам болезней. За период 1987-1995 гг. заболеваемость среди пострадавших взрослых выросла в 3,8 раза, вдвое увеличилась заболеваемость злокачественными новообразованиями.
По отдельным классам болезней заболеваемость значительно превышает показатели у всего населения Украины: болезни системы крови и кроветворных органов - в 2,4 раза, эндокринной системы - в 1,7 раза, органов пищеварения - на 39,8%, системы кровообращения - на 36,4%. Послеаварийная динамика показателей заболеваемости и смертности детей и подростков (возраст от 0 до 14 лет) отражает четкую тенденцию к опережающему ухудшению здоровья пострадавшего детского населения. Если среди всех детей Украины общая и первичная заболеваемость за период 1987-1995 гг. снизились (на 15,0 и 20,8% соответственно), то среди пострадавших увеличилась: общая - в 2,4 раза, первичная - в 2,5 раза.
Таким образом, загрязнение почвы экзогенными химическими веществами приводит к образованию искусственных техногенных биогеохимических провинций, в которых опосредованно, через контактирующие с почвой среды (питьевую воду, продукты питания, атмосферный воздух), формируется повышенная химическая нагрузка на организм человека, опасная для его здоровья. Чтобы люди имели безопасные в химическом отношении пищевые продукты, питьевую воду, атмосферный воздух и не нарушался процесс самоочищения в почве, необходимо ограничить (регламентировать) поступление химических веществ в почву до определенных концентраций. Сегодня такими критериями поступления экзогенных химических веществ в почву являются их ПДК, на соблюдении которых и основываются все меры по санитарной охране почвы.
Случайные статьи
-
-
Чем запомнился депутат госдумы от новгородской области александр коровников Депутат государственной думы александр коровников
10 августа в возрасте 63 лет умер Александр Коровников - депутат Госдумы от Новгородской области, член фракции "Единая...
-
Консервируем сочные груши целиком
Как вкусно и необычно приготовить груши на зиму, чтобы угощать всю семью морозными днями ароматным и витаминным летним...
-
Значение варнава, апостол в православной энциклопедии древо Апостолов варнавой
[арам. ; греч. Βαρνάβας] († ок. 57), ап. от 70 (пам. 11 июня и в Соборе 70 апостолов). Считается основателем Кипрской...
-
Запеченная утка с грушами Готовим утиные окорочка «Дюшес» в духовке
Ну что, пора начинать готовиться к новогодним праздникам? Даже не знаю, существует ли более рождественское основное...
-
К чему снится невеста? К чему приснился жених
Увиденная во сне невеста символизирует наивность и чистоту помыслов в реальной жизни. Она может быть в обуви, фате, на...
Низкий гемоглобин
-
2024-03-29 00:56:25 
Самая сильная православная молитва от сглаза и порчи
Я хочу подарить Вам самую сильную молитву от колдовства и порчи, что есть у меня. Я никогда и нигде не видела...
-
2024-03-28 05:03:22 
Сонник: к чему снится церковь во сне
несколько толкований. церковь – Вас икона, значит, ваши к веселью и жизненному опыту. (Например, и...
АЛТ и АСТ
-
2024-03-23 01:05:07 
Где в россии самая дешевая недвижимость Где самая недорогая недвижимость
Говоря о покупке недвижимости за границей, часто упоминают о достопримечательностях страны, о ее истории и...
-
2024-03-22 01:01:08 
Салат с колбасным сыром: рецепты Салат с колбасным сыром и маринованным луком
Копченый сыр прекрасно сочетается с сырой морковью, и именно с таким сыром салат получается более нежным....
Лимфоциты
-
2024-03-22 01:01:08 
Соус из лука Соус из лука и масла
Профессионалы кулинарии небезосновательно считают, что луковый соус – это универсальная подлива к мясным,...
-
2024-03-21 01:05:07 
Диетический чизкейк. Вкусная коллекция. Нежный чизкейк из творога. Вкуснейшее низкокалорийное лакомство! Побалуйте себя, даже на диете, в честь праздника весны
Калорийность: 1450 Белки/100г: 11 Углеводы/100г: 15 Если вы любите чизкейк, но содержание калорий в этом...
Лейкоциты
-
2024-03-19 01:00:06 
Заказать электронную выписку из егрюл с эцп
Выписка из Единого государственного реестра юридических лиц (далее – ЕГРЮЛ) является документом, содержащим...
-
2024-03-14 01:08:07 
Вячеслав Лысаков, депутат Госдумы: биография, политическая деятельность и семья
Это очень успешный человек, подающий надежды.К вершинамВячеслав Лысаков - самый обычный, из народа, с добрым...
